[發(fā)明專利]具有基于JFET的橋接電路的壓阻式轉(zhuǎn)換器和壓阻式壓力傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910085137.4
• 申請(qǐng)日: 2019-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN110095222B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·M·霍爾姆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 恩智浦美國(guó)有限公司
• 主分類號(hào): G01L7/08
• 分類號(hào): G01L7/08;G01L9/06
• 代理公司: 中國(guó)貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 秦晨

1.一種壓阻式轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包含：

具有經(jīng)受施加的力的機(jī)械結(jié)構(gòu)的襯底；和

至少部分形成在所述機(jī)械結(jié)構(gòu)上的橋接電路，所述橋接電路包括第一半和第二半，所述橋接電路的所述第一半具有串聯(lián)聯(lián)接的第一JFET和第一壓電電阻器，并且所述橋接電路的所述第二半具有串聯(lián)聯(lián)接的第二JFET和第二壓電電阻器；

所述橋接電路的所述第一半與所述橋接電路的所述第二半并聯(lián)聯(lián)接，使得在所述第一JFET和第二JFET之間的第一節(jié)點(diǎn)形成第一輸入端子，在所述第一壓電電阻器和第二壓電電阻器之間的第二節(jié)點(diǎn)形成第二輸入端子，所述第一輸入端子和第二輸入端子聯(lián)接到源極電壓元件；在所述第一JFET和所述第一壓電電阻器之間的第三節(jié)點(diǎn)形成第一輸出端子，并且在所述第二JFET和所述第二壓電電阻器之間的第四節(jié)點(diǎn)形成第二輸出端子。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓阻式轉(zhuǎn)換器，其特征在于：

所述第一JFET為第一金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管MESFET；并且

所述第二JFET為第二金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管MESFET。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓阻式轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第一MESFET和第二MESFET被配置成在飽和模式中操作。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓阻式轉(zhuǎn)換器，其特征在于：

響應(yīng)于所述施加的力，在所述第一JFET和第二JFET中的每個(gè)中的電流與所述第一JFET和第二JFET的溝道遷移率的變化成比例地改變，所述溝道遷移率響應(yīng)于所述第一JFET和第二JFET對(duì)所述施加的力的第一壓阻式響應(yīng)；并且

響應(yīng)于所述施加的力，所述第一壓電電阻器和第二壓電電阻器的第二壓阻式響應(yīng)與所述第一壓電電阻器和第二壓電電阻器的電阻器遷移率的變化成比例地改變。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓阻式轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述襯底包含硅、鍺、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓阻式轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第一JFET和第二JFET中的每個(gè)包含形成在所述襯底上的源極、漏極和柵極，其中在沒有介入壓電材料層的情況下，所述柵極在所述襯底的表面上形成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓阻式轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述壓阻式轉(zhuǎn)換器包含壓力傳感器，所述機(jī)械結(jié)構(gòu)包含膜片，并且所述施加的力為施加的壓力。

8.一種壓阻式壓力傳感器，其特征在于，包含：

具有經(jīng)受施加的壓力的膜片的襯底；和

形成在所述膜片上的橋接電路，所述橋接電路包括第一半和第二半，所述橋接電路的所述第一半具有串聯(lián)聯(lián)接的第一MESFET和第一壓電電阻器，并且所述橋接電路的所述第二半具有串聯(lián)聯(lián)接的第二MESFET和第二壓電電阻器，其中所述橋接電路的所述第一半與所述橋接電路的所述第二半并聯(lián)聯(lián)接，使得在所述第一MESFET和第二MESFET之間的第一節(jié)點(diǎn)形成第一輸入端子，在所述第一壓電電阻器和第二壓電電阻器之間的第二節(jié)點(diǎn)形成第二輸入端子，所述第一輸入端子和第二輸入端子聯(lián)接到源極電壓元件；在所述第一MESFET和所述第一壓電電阻器之間的第三節(jié)點(diǎn)形成第一輸出端子，并且在所述第二MESFET和所述第二壓電電阻器之間的第四節(jié)點(diǎn)形成第二輸出端子；并且第一輸出端子和第二輸出端子提供指示所述施加的壓力的在所述第一輸出端子和第二輸出端子兩端的輸出電壓。

9.一種壓阻式轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包含：

具有經(jīng)受施加的力的機(jī)械結(jié)構(gòu)的襯底，所述襯底包含硅、鍺、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)中的至少一種；和

至少部分形成在所述機(jī)械結(jié)構(gòu)上的橋接電路，所述橋接電路包括第一半和第二半，所述橋接電路的所述第一半具有串聯(lián)聯(lián)接的第一JFET和第一壓電電阻器，并且所述橋接電路的所述第二半具有串聯(lián)聯(lián)接的第二JFET和第二壓電電阻器，其中所述第一JFET和第二JFET被配置成在飽和模式中操作；

所述橋接電路的所述第一半與所述橋接電路的所述第二半并聯(lián)聯(lián)接，使得在所述第一JFET和第二JFET之間的第一節(jié)點(diǎn)形成第一輸入端子，在所述第一壓電電阻器和第二壓電電阻器之間的第二節(jié)點(diǎn)形成第二輸入端子，所述第一輸入端子和第二輸入端子聯(lián)接到源極電壓元件；在所述第一JFET和所述第一壓電電阻器之間的第三節(jié)點(diǎn)形成第一輸出端子，并且在所述第二JFET和所述第二壓電電阻器之間的第四節(jié)點(diǎn)形成第二輸出端子。